[发明专利]一种采用UHPC外包的海砂混凝土叠合柱

说明书

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，特别涉及一种采用UHPC外包的海砂混凝土叠合柱。

背景技术

混凝土材料是当今土木工程界应用最为广泛的建筑材料之一，但常规混凝土会消耗大量的河砂和山砂资源，且开采对环境的破坏严重，影响建筑业的可持续发展。另外沿海地区标准砂石资源匮乏、远程砂石开采补给会消耗大量的能源与资源。沿海地区使用海砂混凝土可以充分利用海砂，既降低了成本，又可避免了河砂和山砂的过度开采。

超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete简称UHPC)，是一种具有超高韧性、超长耐久性、超高强度等优越性能的水泥基复合材料。超高性能混凝土的抗拉、抗弯、抗剪、粘结强度、峰值应变等均远大于普通混凝土，超高性能混凝土的抗冻性和抗锈蚀性能均优于普通混凝土。超高性能混凝土具有优异的耐久性能，可大幅度提高混凝土结构的使用寿命，降低混凝土结构的使用维修费用。超高性能混凝土几乎是不渗透性的，几乎无碳化，氯离子渗透和硫酸盐渗透也几乎为零。被广泛应用于高速铁路、地铁、桥梁等有各种特殊要求的工程中。

普通叠合柱构件，如果直接使用海砂，海砂中的有害离子会对钢筋产生锈蚀，严重影响结构的耐久性和安全，不利于海砂资源的开发利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用UHPC外包的海砂混凝土叠合柱，有效的克服了现有技术的缺陷。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

提供一种采用UHPC外包的海砂混凝土叠合柱，由UHPC空心柱体和浇筑填充在上述UHPC空心柱体内部空腔的海砂混凝土构成，上述UHPC空心柱体侧壁内设有钢筋笼。

本发明的有益效果是：充分利用超高性能混凝土优良的耐久性，结合沿海地区海砂丰富而河砂匮乏及普通河砂开采过度的现实，既可以直接有效利用海砂资源，解决沿海地区标准河砂资源匮乏问题，又利于节约资源和能源，为建筑业的可持续发展提供一条可行途径。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，上述UHPC空心柱体为圆柱或棱柱。

采用上述进一步方案的有益效果是形状多样，使用比较灵活、利于根据不同环境、设计要求及地形灵活选择匹配的形状。

进一步，上述UHPC空心柱体内部空腔横截面为圆形或多边形。

采用上述进一步方案的有益效果是便于根据施工及设计要求选择内腔形状。

进一步，上述UHPC空心柱体的壁厚不小于50mm，上述UHPC空心柱体内部空腔的中心至空腔内壁表面任意处的垂直距离不小于50mm。

采用上述进一步方案的有益效果是利于空腔海砂混凝土浇筑密实和保护空心柱体侧壁内部钢筋笼，能够充分利用海砂资源。

进一步，上述UHPC空心柱体的抗压强度不小于100MPa，抗折强度为30～60MPa，弹性模量为40～60GPa，氯离子扩散系数小于0.01×10-11m²/s。

采用上述进一步方案的有益效果是整个UHPC空心柱体结构强度较高，抗腐蚀和锈蚀性强,耐久性能好。

进一步，上述钢筋笼由多个环状的箍筋和多根纵筋组成，多个环状的上述箍筋分别沿上述UHPC空心柱体的长度方向横向间隔的布置在上述UHPC空心柱体的侧壁内，多根上述纵筋分别沿上述UHPC空心柱体的长度方向纵向设置在上述UHPC空心柱体的侧壁内，并分别与每个上述箍筋连接固定。

采用上述进一步方案的有益效果是可以充分发挥叠合柱组成材料的力学性能，提高截面的承载力。

进一步，上述箍筋的形状与上述UHPC空心柱体横截面的外轮廓形状一致。

采用上述进一步方案的有益效果是可使得箍筋充分约束UHPC空心柱体侧壁的UHPC和空腔内部海砂混凝土。

进一步，上述纵筋均分布在上述箍筋的内侧。

采用上述进一步方案的有益效果是该布置符合建筑设计的需求，连接比较牢固，稳定。

进一步，上述纵筋内侧任意一点与上述UHPC空心柱体内表面任意一点之间的距离以及上述箍筋外侧任意一点与上述UHPC空心柱体外表面任意一点之间的距离均不小于20mm。

采用上述进一步方案的有益效果是该设计合理，既保证了钢筋笼在UHPC中的合理布置，保护钢筋不受腐蚀和锈蚀，又确保了整个UHPC空心柱体的结构强度和承载性能。

进一步，上述纵筋的强度等级不低于HRB400，上述箍筋的强度等级不低于HRB335。